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Trick der Orchidee: TU-Wissenschaftler entwickeln innovativen Sonnenschutz mit textilen Gelenken

04.07.2019

Wissenschaftler der TU Darmstadt haben einen innovativen, variablen Sonnenschutz entwickelt, der die Vorteile von Textilrollos und Jalousien vereint und gleichzeitig auch zur Lichtlenkung genutzt werden kann. Orchideenblüten lieferten das Vorbild für das neue System.

Am Anfang stand der Blick durchs Mikroskop. Marvin Kehl, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion am Fachbereich Bau- und Umweltingenieur-wissenschaften der TU, studierte bestimmte Orchideenblüten und war fasziniert von den leichtgängigen und rückfedernden Gelenken der Blütenblätter. Wie könnte man diesen Effekt in das Bauwesen übertragen?


Makroaufnahme des Prototypen des innovativen Sonnenschutzes: Durch Spannung entstehen Öffnungen, die Licht durchlassen.

TU Darmstadt/Sandra Junker


Professor Stefan Schäfer demonstriert am Prototypen, wie der innovative Sonnenschutz funktioniert. Durch Auseinanderziehen des Stoffs entstehen Öffnungen, die Licht durchlassen.

TU Darmstadt/Sandra Junker

Bald ergab sich eine Lösung: Das Prinzip lässt sich auf bestimmte Werkstoffe übertragen, zum Beispiel auf Stoff.

Am Ende vieler Tests und Versuche steht nun ein innovativer, variabler Sonnenschutz. Dafür wird eine Stofffläche im Lasercutting-Verfahren mit einem optimierten Muster aus kleinen, zueinander versetzten Kurven perforiert, die von der Form her an Zungen erinnern.

Wird nun die gesamte Stoffbahn unter Zug genommen und gestreckt, klappen die so erzeugten „Gelenke“ auf, die Stoffzungen wölben sich dreidimensional nach einer Seite auf, und es entstehen gleichförmige Öffnungen. Die Größe der Öffnungen geht dabei mit der Höhe der Zugkraft einher. Sie lassen auch bei geschlossenem Sonnenschutzrollo genug Licht ins Zimmer, ohne dass es innen zu einer Blendung kommt.

Durch unterschiedlich starken Zug lässt sich die Lichtmenge, die das Rollo durchlässt, im Gegensatz zu herkömmlichen, flächigen Textilrollos stufenlos regulieren. Zudem werden Blendeffekte zuverlässiger ausgeschaltet. Die Schnittmuster sind dabei variabel. Dreht man sie etwa im oberen Teil des Rollos um 180 Grad, bilden sich bei Zugspannung dort kleine „Kelche“, die Tageslicht gezielt von außen in den Raum leiten können und auch dunklere Innenbereiche mit natürlichem Licht versorgen – während trotzdem der Blendschutz in Fensternähe gewährleistet ist.

Gegenüber herkömmlichen, starren Lamellen-Jalousien hat der neue Sonnenschutz aus perforierten Textilien zudem den Vorteil, dass er einfacher konstruiert ist, weniger Bauteile benötigt und geringerer mechanischer Verschleiß auftritt.

„Sonnen- und Blendschutz sind in unseren Breiten Zukunftsfragen im Bauwesen“, sagt Professor Stefan Schäfer, Leiter des Instituts für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion, der die Entwicklung des innovativen textilen Sonnenschutzes mitgetragen hat.

„Trotz extremer jahreszeitlicher Schwankungen müssen sich die Menschen in den Gebäuden jederzeit wohlfühlen.“ So entstand unmittelbar die Idee, die mit bionisch-inspirierten Gelenken versehenen Textilien zu diesem Zweck nutzbar zu machen.

Die neue Technologie wurde durch das Referat Forschungstransfer der TU Darmstadt mit Unterstützung der Wissenschaftler zum internationalen Patent angemeldet. Ein Prototyp überzeugte auf Messen Expertinnen und Experten aus der Sonnenschutz-Branche. Zurzeit sind die Wissenschaftler auf der Suche nach Industriepartnern, um den Sonnenschutz zur Anwendung zu bringen.

Internet:
https://bit.ly/2Ra3JLM

Kontakt:
Professor Stefan Schäfer
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Tel.: 06151/16-21380
E-Mail: sts@kgbauko.tu-darmstadt.de

Über die TU Darmstadt
Die TU Darmstadt zählt zu den führenden Technischen Universitäten in Deutschland. Sie verbindet vielfältige Wissenschaftskulturen zu einem charakteristischen Profil. Ingenieur- und Naturwissenschaften bilden den Schwerpunkt und kooperieren eng mit prägnanten Geistes- und Sozialwissenschaften. Weltweit stehen wir für herausragende Forschung in unseren hoch relevanten und fokussierten Profilbereichen: Cybersecurity, Internet und Digitalisierung, Kernphysik, Energiesysteme, Strömungsdynamik und Wärme- und Stofftransport, Neue Materialien für Produktinnovationen. Wir entwickeln unser Portfolio in Forschung und Lehre, Innovation und Transfer dynamisch, um der Gesellschaft kontinuierlich wichtige Zukunftschancen zu eröffnen. Daran arbeiten unsere 312 Professorinnen und Professoren, 4.450 wissenschaftlichen und administrativ-technischen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie knapp 26.000 Studierenden. Mit der Goethe-Universität Frankfurt und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz bildet die TU Darmstadt die strategische Allianz der Rhein-Main-Universitäten.

www.tu-darmstadt.de 

MI-Nr. 52/2019, sip

Weitere Informationen:

https://bit.ly/2Ra3JLM

Silke Paradowski | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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